【待续】Arduino踩坑手册-《中断故障排查指南》-中断、串口、定时器等片内硬件资源之间的冲突

有个老师说：Arduino这玩意 更多的时候是儿童玩具 这话说的不错
我还挺愿意把这话推广一下 ：过度封装（而不读文档）是万坑之源
各位可以发现：很多稍微高级一些的操作与arduino库函数共用就会出现奇怪的问题
编者本着刨根问底的精神 看了些官方库源码 现将这几天的研究结果总结如下
时间所限，如有疏漏之处还请各位看官指正

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一、定时器相关

arduino uno（atmega328p）带有三个定时器T0,T1,T2。T0和T2是8位定时器，T1是16位定时器，当noInterrputs函数执行之后，这三个计时器都会罢工。

1.不靠谱的tone，delay，millis函数

tone函数：
是利用T2定时器实现异步定时蜂鸣的，使用MsTimer2时要注意避免与tone发生冲突（症状：tone会影响MsTimer2的时钟周期）。
这里可以考虑使用外国友人制作的TimerFreeTone库，本质上是软件实现的蜂鸣输出，没直接用定时器，但是用了millis（软蜂鸣音与定时器产生的蜂鸣信号可能不是一个波形，用耳朵仔细听会发现两者音色不同，有强迫症的朋友要小心了）
delay函数与millis函数：
是利用T0定时器实现延时，计时的，只要你不瞎调T0有关的寄存器，正常使用是没问题的。
什么时候T0有关的寄存器会被更改呢？请看“PWM相关”一节。

2.题外话：VisualStudio相关

VisualStudio有个良心插件：VisualMicro，可以为用户提供对Arduino调试的功能，然而Atmega xx8系列(Uno)统统是不支持JTAG调试的（儿童玩具实锤），剩下的方案就只有利用定时器实现软调试，这个良心插件做到了软调试，然而：

已知软调试的不能做的：

• 在不经任何处理的情况下，在attachInterrupt等中断服务函数里跟踪变量值
• 在一切比定时器优先级高的中断面前仍能守住控制权
• 在noInterrupts之后与上位机保持联系
• 从儿童玩具变成实用工具
  除非你能保证本文里提到的除adc、串口外的一切资源，你都不会使用，否则用它很难让你开心的调试。

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二、attachInterrupt、Serial.event、Wire.begin等中断相关

这个是用来设置外部中断的（相似的有IIC从机模式中断设置函数、串口中断设置函数（MsTimer2的中断函数设置暂时没发现有下述问题）），通常会引发一些很迷的问题（“万物皆失灵，中断行不行。“），比如IIC设备输出失灵，计时函数失灵

1.异常原因

进入使用attachInterrupt设置过的中断函数前，arduino 会执行noInterrupts函数，关闭自己和比自己优先级低的中断（优先级更低的中断是否被关闭了有待考证）

2.异常名单

已测试可用的：

• Serial.println()
• pwm输出

已测试有异常的：

• IIC OLED输出失灵
• delay，tone瞬间完成
• millis不计时

3.解决方法

在需要恢复定时器中断的地方使用sei();恢复中断
例子：

#inlcude "avr/io.h"//avr官方库，可以引入高级底层函数
void isr()
{
	Serial.println(millis());//可以正常输出，但是在中断开关打开前始终都是同一个值
	_delay_ms(100);//来自avr官方的软延时，在这里不会被影响，用途是去抖
	sei();/*恢复定时器中断，从这里开始millis和delay等就恢复正常了，
	同时中断开关会再次被打开，有可能发生中断还未结束，下一个中断就又来了的情况
	（因此这个sei不应该被放在中断函数的顶部，否则用户的一次中断操作可能会瞬间引发相当多次的中断响应）*/
	delay(100);//正常
	Serial.println(millis());//跟上一次不一样了
}
void setup()
{
	Serial.begin(9600);
	attachInterrupt(1,isr,LOW);
	pinMode(3,INPUT_PULLUP);
}
void loop()
{
}

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三、PWM相关

arduino uno一共有6个PWM输出脚，他们是基于定时器做输出的
不同的引脚工作时占用的定时器不同（这里就可能有时钟周期无意间被改动了的问题）
列表如下：

引脚	定时器
5\6	T0
9\10	T1
11\3	T2

如果你发现你设置的定时器本来应该每一秒做某事，结果这个周期突然就变了，可以考虑从这个方向排查一下，更换一组不与目前正在用的定时中断冲突的PWM引脚

已经发现的异常

• MsTimer2与tone()共用,结果MsTimer2突然飞快计时
• （猜测）TimerOne与9/10脚pwm输出同时使用，可能导致TimerOne周期异常

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四、ADC相关

stc15系列做adc查询推荐了一种中断式查询方案，在这里我想说，幸亏arduino没用这个方案，所以目前看来analogRead()应该是你做过的最安全的事情之一,这个函数是阻塞式查询的（这几乎是废话，因为异步查询的函数一定会让开发者提供个回调函数，或是个存返回值的地址，而analogRead显然没有）——在adc采完样之前，cpu会一直等着，卡在while循环里等着adc忙位回零。
但是仍然要小心，adc查询过程可能会被中断打断，这就可能影响你采集数据的时效性，怎么说呢，analogRead还是挺耗时的，这就容易被中断拦腰斩，所以，在时效性采集项目里，请管好你的中断！

（未完待续 欢迎各位指正）